ความแตกต่างที่สำคัญ – กฎหมายก๊าซรวมเทียบกับกฎหมายก๊าซในอุดมคติ
เมื่อศึกษาเกี่ยวกับก๊าซชนิดต่างๆ ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน อุณหภูมิของก๊าซ และปริมาณก๊าซที่มีอยู่มีความสำคัญมาก ความสัมพันธ์เหล่านี้กำหนดโดยกฎของแก๊สในอุดมคติและกฎของแก๊สผสม เมื่ออธิบายกฎหมายเหล่านี้ มักใช้คำว่า "แก๊สในอุดมคติ" ก๊าซในอุดมคติไม่มีอยู่จริง แต่เป็นสารประกอบก๊าซตามสมมุติฐาน ไม่มีแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลของแก๊ส อย่างไรก็ตาม ก๊าซบางชนิดสามารถทำหน้าที่เป็นก๊าซในอุดมคติได้เมื่อมีสภาวะที่เหมาะสม (อุณหภูมิและความดัน) กฎของแก๊สถูกสร้างขึ้นสำหรับก๊าซในอุดมคติเมื่อใช้กฎของแก๊สเหล่านี้กับก๊าซจริง จะพิจารณาการแก้ไขบางอย่าง กฎของแก๊สผสมคือการรวมกันของกฎแก๊สสามข้อ กฎของบอยล์ กฎของชาร์ลส์ และกฎของเกย์-ลูสแซก ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างกฎของแก๊สรวมและกฎของแก๊สในอุดมคติคือ กฎของแก๊สรวมคือชุดของกฎแก๊สสามกฎ ในขณะที่กฎของแก๊สในอุดมคติคือกฎของแก๊สส่วนบุคคล
กฎหมายแก๊สผสมคืออะไร
กฎแก๊สผสมเกิดขึ้นจากการรวมกันของกฎแก๊สสามประการ กฎของบอยล์ กฎของชาร์ลส์ และกฎของเกย์-ลูสแซก กฎของก๊าซรวมระบุว่าอัตราส่วนของผลิตภัณฑ์ของความดันและปริมาตรและอุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซมีค่าคงที่
PV/T=k
โดย P คือความดัน V คือปริมาตร T คืออุณหภูมิและ k เป็นค่าคงที่ เมื่อใช้กฎก๊าซรวมร่วมกับกฎของอาโวกาโดร จะส่งผลให้เกิดกฎแก๊สในอุดมคติ กฎหมายก๊าซรวมไม่มีเจ้าของหรือผู้ค้นพบ ความสัมพันธ์ข้างต้นสามารถกำหนดได้ดังนี้
P1V1/T1=P2V2/T2
สิ่งนี้ทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร อุณหภูมิ และความดันของก๊าซอุดมคติในสองสถานะ ดังนั้น สมการนี้สามารถใช้เพื่ออธิบายและทำนายพารามิเตอร์เหล่านี้ในสถานะเริ่มต้นหรือสถานะสุดท้ายได้
กฎของบอยล์
ที่อุณหภูมิคงที่ ปริมาตรของก๊าซในอุดมคติจะแปรผกผันกับความดันของก๊าซนั้น ซึ่งหมายความว่าผลคูณของแรงดันเริ่มต้น (P1) และปริมาตรเริ่มต้น (V1) เท่ากับผลคูณของแรงดันสุดท้าย (P2) และปริมาตรสุดท้าย (V2) ของก๊าซชนิดเดียวกัน
P1V1=P2V2
กฎของชาร์ลส์
ที่ความดันคงที่ ปริมาตรของก๊าซในอุดมคติจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิของก๊าซนั้น กฎหมายฉบับนี้กำหนดได้ดังนี้
V1/T1=V2/T2
รูปที่ 01: ภาพประกอบของกฎหมายความดัน-ปริมาตร
กฎของเกย์-ลูซแซก
ที่ปริมาตรคงที่ ความดันของก๊าซในอุดมคติจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิของก๊าซชนิดเดียวกัน ได้ดังนี้
P1/T1=P2/T2
กฎหมายแก๊สในอุดมคติคืออะไร
กฎของแก๊สในอุดมคติเป็นกฎพื้นฐานทางเคมี และมันบ่งชี้ว่าผลคูณของความดัน (P) และปริมาตร (V) ของก๊าซในอุดมคตินั้นแปรผันตรงกับผลคูณของอุณหภูมิ (T) และจำนวน ของอนุภาคก๊าซ (n).
PV=kNT
ในที่นี้ k คือค่าคงที่สัดส่วน เป็นที่รู้จักกันในชื่อค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าของค่าคงที่นี้คือ 1.38 x 10-23 J/K อย่างไรก็ตาม ก๊าซในอุดมคติแสดงได้ง่ายๆ ดังนี้
PV=nRT
โดยที่ n คือจำนวนโมลของก๊าซที่มีอยู่ และ R คือค่าคงที่ก๊าซสากลที่กำหนดโดย 8314 Jmol-1K-1 สมการนี้สามารถใช้ได้กับก๊าซในอุดมคติเท่านั้น หากจำเป็นต้องใช้สำหรับก๊าซจริง อาจมีการแก้ไขบางอย่างเนื่องจากก๊าซจริงมีข้อยกเว้นหลายประการจากก๊าซในอุดมคติ
สมการใหม่นี้เรียกว่าสมการแวนเดอร์วาลส์ ได้ดังนี้
(P + a{n/V}2) ({V/n} – b)=RT
ในสมการนี้ “a” เป็นค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ และ b เป็นค่าคงที่ที่ให้ปริมาตรต่อโมลของก๊าซ (ครอบครองโดยโมเลกุลของก๊าซ)
ความสัมพันธ์ระหว่างกฎแก๊สผสมและกฎแก๊สในอุดมคติคืออะไร
เมื่อใช้กฎของแก๊สรวมร่วมกับกฎของอาโวกาโดร ก็จะได้กฎของแก๊สในอุดมคติ
กฎแก๊สผสมและกฎแก๊สในอุดมคติต่างกันอย่างไร
กฎแก๊สผสม vs กฎแก๊สในอุดมคติ |
|
| กฎแก๊สผสมเกิดจากการรวมกันของกฎแก๊สสามประการ กฎของบอยล์ กฎของชาร์ลส์ และกฎของเกย์-ลูสแซก | กฎของแก๊สในอุดมคติคือกฎพื้นฐานทางเคมี แสดงว่าผลคูณของความดัน (P) และปริมาตร (V) ของก๊าซในอุดมคติเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของอุณหภูมิ (T) และอนุภาคของก๊าซจำนวนหนึ่ง (n) |
| รูปแบบ | |
| กฎของแก๊สรวมกันเกิดจากกฎของบอยล์ กฎของชาร์ลส์ และกฎของเก-ลุสแซก | กฎของแก๊สในอุดมคติคือกฎหมายส่วนบุคคล |
| สมการ | |
| กฎก๊าซรวมกำหนดโดย PV/T=k | กฎของแก๊สในอุดมคติกำหนดโดย PV=nRT |
สรุป – กฎหมายก๊าซรวมเทียบกับกฎหมายก๊าซในอุดมคติ
กฎของแก๊สใช้เพื่อทำความเข้าใจและทำนายพฤติกรรมและคุณสมบัติของก๊าซ ความแตกต่างระหว่างกฎของแก๊สรวมและกฎของแก๊สในอุดมคติคือ กฎของแก๊สรวมคือชุดของกฎแก๊สสามข้อ ในขณะที่กฎของแก๊สในอุดมคติคือกฎของแก๊สส่วนบุคคล กฎของแก๊สรวมกันเกิดจากกฎของบอยล์ กฎของชาร์ลส์ และกฎของเก-ลุสแซก